露天采矿场总涌水量是由地下水涌水量和降雨迳流量两部分组成.doc

1、露天采矿场总涌水量是由地下水涌水量和降雨迳流量两部分组成。一、地下水涌水量的计算露天采矿场地下涌水量与地下开采矿坑地下水涌水量计算方法基本相同。二、降雨迳流量计算露天采矿场降雨迳流量，应按正常降雨迳流量和设计频率暴雨迳流量分别计算。（一）计算方法1、正常降雨迳流量（Qz）计算公式Qz=FH 式中 F泵站担负的最大汇水面积，m 2；H正常降雨量，m；正常地表迳流系数，%。2、设计频率暴雨迳流量（Qp）计算公式Qp=FHp 式中 Hp设计频率暴雨量，m；暴雨地表迳流系数，%；其它符号同前。（二）计算参数的选取1、汇水面积（F）的圈定根据排水方式确定的排水泵站担负的最大汇水面积进行圈定。应包括露天境

2、界内和境界外的地形分水岭或地表截水沟范围以内的汇水面积。2、地表迳流系数的确定地表迳流系数的选取，可根据采矿场岩石性质、裂隙发育程度和降雨强度大小等因素确定。对于扩建或改建矿山，在具备实测地表迳流系数的矿山，应尽可能采用实测值。对于不具备实测条件的新建矿山，当有类似生产矿山资料时，应选用类似生产矿山的实测值。对缺乏上述资料的矿山，可选用地表迳流系数经验值。1）生产矿山实测地表径流系数国内部分生产露天采矿场地表径流系数实测值，见表 1、表 2、表 3、表 4。2）地表径流系数经验值当无实测资料可按表 5 选取地表迳流系数经验值。表 1 抚顺西露天煤矿 1960 年地表迳流系数实测值降雨量(mm)

3、 岩性 裂隙发育程度 迳流系数( )365(4 天降雨量)煤层油页岩玄武岩中等发育中等0.40.40.55表 2 田庄露天铝土矿 19641965 年地表迳流系数实测值降雨量(mm) 降雨汇水总量(m 3) 实测地表迳流量 地表迳流系数( )551073014.744000260008250140189401380024801100.430.530.300.785表 3 凹山、东山露天铁矿 19801982 年地表迳流系数实测值降雨量(mm) 降雨汇水总量 (m3) 实测地表迳流 量 地表迳流系数( ) 岩性222.3222.3112.89914585557557960160007000820

4、00.160.130.14安山岩凝灰岩粗面岩闪长斑岩注：由于爆破人为地扩大了原岩的裂隙和破碎程度，岩石破碎、裂隙发育，整个采场约有 90%地段属松散、松软和半坚硬的岩石。表 4 大冶东露天铁矿 19741978 年地表迳流系数实测值降雨量(mm) 降雨汇水总量 (m3) 实测地表迳流 量 地表迳流系数( ) 岩性71.1103.471.559.339.451.3121.050.060.778.868.961.989.870246102159706458588391245068419584494005997277854683006447784919155403047520825188912170

5、1220026910909521175199701403523750332650.220.30.290.320.310.240.450.180.350.260.210.370.39矿体上盘闪长岩，下盘大理岩注：大冶铁矿采用井巷排水、地表迳流通过集水巷流入水仓。表 5 地表径流系数经验值岩土类别 地表迳流系数()重粘土、页岩轻粘土、凝灰岩、砂页岩、玄武岩、花岗岩表土、砂岩、石灰岩、黄土、亚粘土0.90.80.90.60.8亚粘土、大孔性黄土粉砂细砂、中砂粗砂、砾石坑内排土场，以土壤为主者坑内排土场，以岩石为主者0.60.70.20.500.200.40.20.400.2注：1、本表内数值适用于暴

6、雨径流量计算，对正常降雨量计算应将表中数值减去0.10.2。2、表土指腐植土，表中未包括的岩土则按类似岩土性质采用。3、当岩石有少量裂隙时，表中数值减去 0.10.2，中等裂隙减去 0.2，裂隙发育时减去 0.30.4。4、当表土、粘性土壤中含砂时，按其含量适当将表中地表迳流系数减去0.10.2。3、正常降雨量的选择一般矿区可按雨季平均降雨量作为正常降雨量，而对非雨季节经常出现较大降雨地区的露天矿，可选用控制雨量进行设计。1）雨季平均降雨量的推求收集历年（一般要有 1015 年）雨季各月降雨量及降雨天数，用下式求得。式中 H历年雨季日平均降雨量，m；N历年降雨系列资料中某一年的雨季天数，d；H

7、i历年降雨系列资料中某一年的雨季总降雨量，m；n降雨系列资料统计年数。2）控制雨量的推求在我国一些地区的露夭矿，在非雨季节经常出现较大降雨时，用雨季平均降雨量来计算正常排水量很可能偏小，为保证露天矿在非雨季节正常生产，可采用控制雨量进行设计。控制雨量确定方法如下：收集历年非雨季节的降雨量，并按lOmm, 20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm 等分组统计降雨天数，然后把各组降雨量之和被各组的降雨天数除，得各分姐平均降雨量，再拿各组平均降雨量与实际降雨量对比，选择每年出现机率为 23 次的雨量值，作为控制雨量。例：大孤山铁矿 19 年内非雨季节控制雨量的计算，见表 6。表 6

8、 非雨季控制雨量统计计算降雨量(mm) 10 25 50降雨天数(d) 157 36 2降雨总量(mm) 3006.8 1268.6 117.7平均值(mm) 19.2 35.2 58.9出现机率(次/年) 8 2 (19 年 2 次)选 35.2m 为非雨季节控制雨量，作为计算正常降雨迳流量的依据。4、设计频率暴雨量的计算1）设计频率的选取露天矿排水设计频率标准，目前尚无统一规定。对一般矿山设计，可根据矿山规模按设计暴雨常用频率选用（见表 7）。对有特殊条件或要求的露天矿，可根据矿山具体情况，通过对不同频率的排水工程基建投资和淹没经济损失等主要因素，进行技术经济分析，以确定适合该矿山的设计暴

9、雨频率标准。表 7 设计暴雨频率常用标准矿山规模 设计暴雨频率(%)特大型和大型 5中 型 10小 型 202）设计频率暴雨量的计算（1）短历时（24h）暴雨量不同频率 24h 的暴雨量及暴雨计算所需各种参数，均可由地区水文手册直接查得，在这种情况下，一般只需要进行设计频率的不同历时的暴雨量计算。当缺乏上述资料时，可收集矿山附近气象台（站）的降雨和暴雨参数资料，按下述方法进行计算。频率为 P 的 24h 暴雨量 H24P计算公式：式中 Kp模比系数。24历年 24h 最大暴雨量均值，mm；各地最大 24h 暴雨量比最大日暴雨量大 10%左右，故采用 24=1.1 ；频率为 P 的暴雨雨力 Sp

10、 采用下式计算：SP=H24P/t1-n式中 n暴雨递减指数，由地区 n 值等值线图查得；其余符号同前。频率为 P 的不同历时暴雨量 Htp 按下式计算：Htp=Spt1-n式中 t暴雨历时，min；所有符号同前。偏差系数 Cs 一般根据当地 Cs 与 C 关系确定，无该资料是可按下式计算：变差系数 C ，利用地区 C 24 等值线图查得，当无该资料时，可利用下式计算：式中 K变率， ；N统计年数；H统计系列资料中某年日最大暴雨量，mm。为了确定变率 K 值和计算 Cs 与 C 值，需将收集到的矿山附近气象台（站）的历年日最大暴雨量，按由大到小的顺序排列成表 8，并将求得的历年变率列入表中，然

11、后进行计算。（2）长历时（24h）暴雨量历时为 T、频率为 P 的暴雨量 HTP采用下式计算：HTP=H24PTm1式中 T暴雨历时，设计取与允许淹没天数相同的时间，h；m1地区暴雨参数，由地区 m1 等值线图查得；其余符号同前。表 8 历年日最大暴雨统计资料系列项次 年份 H(mm) K K-1 (K-1)2 (K-1)31 1972 172.5 1.82 0.82 0.6724 0.55132 1969 160.5 1.70 0.70 0.4900 0.34303 1953 125.1 1.32 0.32 0.1024 0.03274 1962 124.0 1.31 0.31 0.0961

12、 0.02975 1954 116.5 1.23 0.23 0.0529 0.01216 1961 113.5 1.20 0.20 0.0400 0.00807 1968 111.4 1.18 0.18 0.0324 0.00588 1956 102.3 1.08 0.08 0.0064 0.00059 1964 98.7 0.95 -0.05 0.0025 -0.000110 1965 95.4 1.01 0.01 0.0001 0.000111 1960 88.4 0.93 -0.07 0.0049 -0.000312 1971 82.4 0.87 -0.13 0.0169 -0.0021

13、13 1957 73.9 0.78 -0.22 0.0484 -0.010614 1970 71.8 0.76 -0.24 0.0576 -0.013815 1967 70.7 0.75 -0.25 0.0625 -0.015616 1958 65.7 0.69 -0.31 0.0961 -0.029717 1963 64.5 0.68 -0.32 0.1024 -0.032718 1966 63.7 0.67 -0.33 0.1089 -03035919 1965 53.7 0.57 -0.43 0.1849 -03079520 1959 47.9 0.51 -0.49 0.2401 -0.

14、1176 1893.7 2.4179 0.6452当设计矿山需要对暴雨频率选择时，则应按上述方法计算不同频率、不同历时的暴雨量，以便计算不同频率、不同历时的暴雨迳流量，为进行技术经济分析提供基础资料。三、贮排平衡计算为选择最优排水设备数量和贮水调节容积，以及确定合理的排除积水时间（即允许淹没时间）和淹没深度，一般均需进行贮排平衡计算求得解决。（一）贮排平衡曲线的绘制与分析贮排平衡曲线是由按露天采矿场排水方式设置的泵站（包括露天排水方式的坑底移动或半固定泵站、露天台阶上设置的分段截流泵站和井巷排水方式的井下泵站）计算的设计频率不同历时的暴雨迳流量（见表 9-10）和水泵排水量制出的曲线。表 9

15、某泵站设计频率（P=10%）不同历时的暴雨迳流量计算结果（一）降雨历时(h) 1 2 3 4 5 6 9暴雨迳流量(m3) 43800 46840 51420 54940 57835 60310 66205表 10 某泵站设计频率（P=10%）不同历时的暴雨迳流量计算结果（二）降雨历时(h) 12 24 48 72 96 120 144 168暴雨迳流量(m3) 70735 82960 100380 112825 121980 130245 136885 143520以设计频率的暴雨迳流量和水泵排水量为纵坐标，以排除积水时间或允许淹没时间为横坐标，绘出不同历时的暴雨迳流量累计曲线和水泵工作排水量累计曲线。横坐标取点时12h 以内取的密些，而 12h24h 可放稀，长历时段，用日(d)为单位取点（图 1)。